阅读说明：本技术 一种具有高光密度的低温环保黑色玻璃浆料及其制备方法 (Low-temperature environment-friendly black glass slurry with high optical density and preparation method thereof ) 是由 陈楠 蒋茜 于 2019-11-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有高光密度的低温环保黑色玻璃浆料,该玻璃浆料包括以下重量配比的原料：40～75％碎玻璃块、15～45％黑色色素、12～25％调墨油,所述碎玻璃块包括以下重量配比的原料：17～37％SiO<Sub>2</Sub>、20～60％Bi<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>、4～20％ZnO、4～19％B<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>、1～12％Na<Sub>2</Sub>O、0～5％K<Sub>2</Sub>O、1～4％TiO<Sub>2</Sub>、0.5～6％ZrO<Sub>2</Sub>。本发明制备的玻璃浆料,不含有Pb、Cr和卤族元素,环保,符合欧盟RoHS环保标准,原料的原料利用热处理、干磨工艺处理,极大提升了玻璃浆料的光密度,且在640～680℃的钢化后釉面光泽度好,具有极高的黑度和优异的耐酸碱性能。(The invention discloses a low-temperature environment-friendly black glass paste with high optical density, which comprises the following raw materials in parts by weight: 40-75% of a cullet block, 15-45% of a black pigment and 12-25% of varnish, wherein the cullet block comprises the following raw materials in parts by weight: 17 to 37% SiO 2 、20～60％Bi 2 O 3 、4～20％ZnO、4～19％B 2 O 3 、1～12％Na 2 O、0～5％K 2 O、1～4％TiO 2 、0.5～6％ZrO 2 . The glass slurry prepared by the invention does not contain Pb, Cr and halogen elements, is environment-friendly and meets the environmental protection standard of RoHS of European Union, the raw materials of the raw materials are treated by heat treatment and dry grinding processes, the optical density of the glass slurry is greatly improved, and the glaze surface has good glossiness after tempering at 640-680 DEG CHas extremely high blackness and excellent acid and alkali resistance.)

一种具有高光密度的低温环保黑色玻璃浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种具有高光密度的低温环保黑色玻璃浆料及其制备方法，属于玻璃浆料技术领域。

背景技术

玻璃浆料为通过丝网或滚筒等媒介印刷在玻璃上，再经过钢化后能牢固的粘接在玻璃上的一种釉料。不同玻璃浆料粘接在玻璃上后由于其颜色、釉面质地和遮盖力等各项性能的不同，具有装饰、遮挡光线、保护等不同性能，从而在建筑、家电、厨卫和汽车等很多方面都有十分广泛的应用。

由于玻璃浆料经过钢化后，玻璃浆料的遮盖力明显降低，有时严重影响了钢化玻璃浆料的使用和发展。玻璃浆料的遮盖力可以用光密度表示，光密度越大玻璃浆料的遮盖力好。而影响光密度的因素有很多，例如成品浆料中的气泡数目及含量、固体粉料的尺寸和形貌、固体粉料与调墨油之间的润湿性、印刷工艺和丝网目数等，其中固体粉料的尺寸和形貌对于浆料的光密度具有至关重要的作用。粉料粒径太大、粒径分布不合适或者粉料形状不规则，颗粒之间不能进行有效的密堆积，钢化后光密度会大幅度降低；粉料粒径太小导致颗粒表面具有非常高的表面能，不能与调墨油等进行很好的润湿，仍然不能进行有效的密堆积，造成墨膜中沙眼和空隙的出现，使墨膜中出现明显的透光点，同样降低了浆料的光密度。

为了提高玻璃浆料的遮盖力，中国专利201811290757.3介绍了“高遮盖力黑色环保钢化玻璃浆料及其制备方法”，其中提到将玻璃粉进行二次球磨，并将其与色素进行混合湿磨得到高遮盖力的环保钢化玻璃浆料；中国专利201810302045.2介绍了“一种高温环保高遮盖黑色浆料及其制备方法”，其中提到将玻璃粉熔制水淬后进行湿磨，压滤去水后烘干防止二次凝聚，得到高温环保高遮盖黑色浆料。虽然玻璃浆料的遮盖力得到提高，但玻璃浆料温度偏高、黑度较差，制约了玻璃浆料的使用和发展。因此，亟需一种具有高光密度的低温环保黑色玻璃浆料及其制备方法，以解决玻璃浆料普遍遮盖力较差的问题，并能同时兼顾其他必要性能。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种具有高光密度的低温环保黑色玻璃浆料及其制备方法，这种具有高光密度的低温环保黑色玻璃浆料，不含有Pb、Cr和卤族元素，符合欧盟RoHS环保标准，环保，该黑色玻璃浆料的原料的原料利用热处理、干磨工艺处理，极大提升了玻璃浆料的光密度，提高玻璃浆料的遮盖力，且经640～680℃钢化处理的釉面光泽度好，具有极高的黑度和优异的耐酸碱性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种具有高光密度的低温环保黑色玻璃浆料，该玻璃浆料包括以下重量配比的原料：40～75％碎玻璃块、15～45％黑色色素、12～25％调墨油。

优选地，所述碎玻璃块包括以下重量配比的原料：17～37％SiO₂、20～60％Bi₂O₃、4～20％ZnO、4～19％B₂O₃、1～12％Na₂O、0～5％K₂O、1～4％TiO₂、0.5～6％ZrO₂；所述黑色色素选用铜铬黑色素；所述调墨油由重量配比为15～35％高分子树脂、40～85％水性溶剂混合组成。

优选地，所述碎玻璃块按照以下重量配比的原料：17.3％SiO₂、55％Bi₂O₃、14.5％ZnO、4.1％B₂O₃、3.1％Na₂O、1.6％K₂O、3.9％TiO₂、0.5％ZrO₂。

优选地，所述高分子树脂选用乙基纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯醇树脂中的一种或几种；水性溶剂选用二乙二醇丁醚、松油醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、油酸乙酯的一种或几种。

本发明还提供了一种具有高光密度的低温环保黑色玻璃浆料的制备方法，包括以下步骤：

S1、碎玻璃块基料的制备：

S1.1混料：按上述重量配比称取SiO₂、Bi₂O₃、ZnO、B₂O₃、Na₂O、K₂O、TiO₂、ZrO₂，并置于混料机中混合，混合匀匀，得到混合料；

S1.2熔制：将上述步骤S1.1得到的混合料置于坩埚中并放入马弗炉中进行熔融，熔融温度为1000℃～1200℃，保温时间为40～120min，得到玻璃液；

S1.3冰水淬：将上述上述步骤S1.2中得到的玻璃液经去离子冰水淬，烘干，得到碎玻璃块基料；

S2、热处理：将上述步骤S1.3中得到的碎玻璃块基料置于马弗炉中进行热处理，热处理后经去离子水水淬，反复3～5次，得到碎玻璃块；

S3、固体粉料的制备：

干磨：按照上述配比分别称取上述步骤S2中得到的碎玻璃块、黑色色素进行混合，混合后置于球磨机中进行无介质球磨，料球比为1:5，先高速干磨处理，再低速干磨处理，反复3～6次，得到粒径为2～10μm的玻璃粉和黑色色素粉的混合粉料，即固体粉料；

S4、玻璃浆料制备：按照上述配比称取调墨油，将上述步骤S3中得到的固体粉料添加到调墨油中，充分混合均匀，然后经三辊研磨机进行混合4～6次，得到玻璃浆料。

优选地，在所述步骤S2中，热处理温度为350～450℃，热处理时间为25～35min。

优选地，在所述步骤S3中，高速干磨：球磨转速为230～270rpm、球磨时间为10～30min，低速干磨：球磨转速为90～120rpm、球磨时间为110～140min。

优选地，将所述步骤S4中得到的玻璃浆料进行钢化，所述钢化方法如下：将玻璃浆料用250目丝网印刷至玻璃上，玻璃浆料湿膜厚度为18～22μm，然后在温度为640～680℃的条件下进行烧结形成厚度为13～17μm的浆料层。

优选地，所述浆料层的光密度大于5。

本发明的有益效果：

1、本发明玻璃浆料包括碎玻璃块、黑色色素、调墨油原料，原料中不含有Pb、Cr和卤族元素，符合欧盟RoHS环保标准，是环境友好型材料。

2、该玻璃浆料的原料的原料利用热处理、干磨工艺处理，极大提升了玻璃浆料的光密度，提高玻璃浆料的遮盖力；碎玻璃块基料经反复热处理并水淬，能够在最大程度上释放碎玻璃块中的应力，降低碎玻璃块的初始粒度；黑色色素和热处理过的碎玻璃块混合采用高速、低速混合的干磨方式进行粉碎得到的固体粉料，均匀度更高，明显降低固体粉料的粒径，使其达到合适的粒径分布，并进一步修饰其外观形貌，球形度更好，能与调墨油进行很好的润湿，有效的达到最紧密堆积。

3、该璃浆料经过640～680℃的烧结钢化处理后，釉面光泽度好、无气孔，具有极高的黑度和优异的耐酸碱性能。

具体实施方式

下面用具体实施例说明本发明，但并不是对发明的限制。

实施例1～实施例6制备碎玻璃块基料

碎玻璃块基料的制备方法：

S1.1混料：按表1所示的重量配比称取SiO₂、Bi₂O₃、ZnO、B₂O₃、Na₂O、K₂O、TiO₂、ZrO₂，并置于混料机中混合，混合匀匀，得到混合料；

S1.2熔制：将步骤S1.1得到的混合料置于坩埚中并放入马弗炉中进行熔融，熔融温度为1000℃～1200℃，保温时间为40～120min，得到玻璃液；

S1.3冰水淬：将上述步骤S1.2中得到的玻璃液经去离子冰水淬，烘干，得到碎玻璃块基料。

表1

实施例7～实施例12采用上述实施例1～实施例6制备的碎玻璃块基料制备黑色玻璃浆料

实施例7选用实施例1制备的碎玻璃块基料；

实施例8选用实施例2制备的碎玻璃块基料；

实施例9选用实施例3制备的碎玻璃块基料；

实施例10选用实施例4制备的碎玻璃块基料；

实施例11选用实施例5制备的碎玻璃块基料；

实施例12选用实施例6制备的碎玻璃块基料。

制备方法：

S2、热处理：将碎玻璃块基料置于马弗炉中进行热处理，热处理温度为350～450℃，热处理时间为25～35min，热处理后经去离子水水淬，反复3～5次，得到碎玻璃块；

S3、固体粉料的制备：

干磨：按照上述配比分别称取上述步骤S2中得到的碎玻璃块、黑色色素进行混合，混合后置于球磨机中进行无介质球磨，料球比为1:5，先高速干磨：球磨转速为230～270rpm、球磨时间为10～30min，再低速干磨：球磨转速为90～120rpm、球磨时间为110～140min，反复3～6次，得到粒径为2～10μm的玻璃粉和黑色色素粉的混合粉料，即固体粉料；

S4、玻璃浆料制备：按照上述配比称取调墨油，将上述步骤S3中得到的固体粉料添加到调墨油中，充分混合均匀，然后经三辊研磨机进行混合4～6次，得到玻璃浆料。

上述实施例7～实施例12中，原料碎玻璃块、黑色色素、调墨油(高分子树脂和水性溶剂)的重量配比、热处理温度和时间、干磨的球磨转速和球磨时间，如下表2所示。

对比实施例采用上述实施例1～实施例4制备的碎玻璃块基料制备黑色玻璃浆料

对比实施例1选用实施例1制备的碎玻璃块基料；

对比实施例2选用实施例2制备的碎玻璃块基料；

对比实施例3选用实施例3制备的碎玻璃块基料；

对比实施例4选用实施例4制备的碎玻璃块基料。

对比实施例1

本对比实施例与实施例7不同在于：

碎玻璃块基料不经步骤S2、热处理，直接制备固体粉料。

S3、固体粉料的制备：

湿磨：按照上述配比分别称取碎玻璃块基料、黑色色素进行混合，混合后置于球磨机中进行湿磨，球磨转速为270rpm、球磨时间为120min，烘干，得到粒径为2～10μm的玻璃粉和黑色色素粉的混合粉料，即固体粉料；

其余步骤相同。

对比实施例2

本对比实施例与实施例8不同在于：

碎玻璃块基料不经步骤S2、热处理，直接制备固体粉料。

S3、固体粉料的制备：

湿磨：按照上述配比分别称取碎玻璃块基料、黑色色素进行混合，混合后置于球磨机中进行湿磨，球磨转速为270rpm、球磨时间为120min，烘干，得到粒径为2～10μm的玻璃粉和黑色色素粉的混合粉料，即固体粉料；

其余步骤相同。

对比实施例3

本对比实施例与实施例9不同在于：

碎玻璃块基料不经步骤S2、热处理，直接制备固体粉料。

S3、固体粉料的制备：

湿磨：按照上述配比分别称取碎玻璃块基料、黑色色素进行混合，混合后置于球磨机中进行湿磨，球磨转速为270rpm、球磨时间为120min，烘干，得到粒径为2～10μm的玻璃粉和黑色色素粉的混合粉料，即固体粉料；

其余步骤相同。

对比实施例4

本对比实施例与实施例10不同在于：

碎玻璃块基料不经步骤S2、热处理，直接制备固体粉料。

S3、固体粉料的制备：

湿磨：按照上述配比分别称取碎玻璃块基料、黑色色素进行混合，混合后置于球磨机中进行湿磨，球磨转速为270rpm、球磨时间为120min，烘干，得到粒径为2～10μm的玻璃粉和黑色色素粉的混合粉料，即固体粉料；

其余步骤相同。

上述对比实施例1～对比实施例4中，原料碎玻璃块、黑色色素粉、调墨油(高分子树脂和水性溶剂)的重量配比、湿磨的球磨转速和球磨时间，如下表2所示。

对比实施例5

对比实施例5选用实施例4制备的碎玻璃块基料

本对比实施例与实施例10不同在于：

S3、固体粉料的制备：

湿磨：按照上述配比分别称取碎玻璃块、黑色色素进行混合，混合后置于球磨机中进行湿磨，球磨转速为270rpm、球磨时间为120min，烘干，得到粒径为2～10μm的玻璃粉和黑色色素粉的混合粉料，即固体粉料；

对比实施例6

对比实施例6选用实施例4制备的碎玻璃块基料

本对比实施例与实施例10不同在于：

碎玻璃块基料不经步骤S2、热处理，其余步骤相同。

上述对比实施例6中，原料碎玻璃块、黑色色素、调墨油(高分子树脂和水性溶剂)的重量配比、干磨的球磨转速和球磨时间，如下表2所示。

效果实施例

将上述实施例7～实施例12、对比实施例1～对比实施例6制备的黑色玻璃浆料分别进行钢化，所述钢化方法如下：

将玻璃浆料用250目丝网印刷至玻璃上，玻璃浆料湿膜厚度为18～22μm，然后在一定温度条件下进行烧结形成厚度为13～17μm的浆料层。

分被对上述实施例7～实施例12、对比实施例1～对比实施例6的钢化后的浆料层进行光密度、耐酸性测试，测试结果如下表2所示。

表2

综上所述，本发明制备的具有高光密度的低温环保黑色玻璃浆料，不含有对环境有害的Pb、卤族元素和Cr⁶⁺，符合欧盟RoHS环保标准，对碎玻璃块基料进行热处理并水淬、对固体粉料先高速再低速干磨处理，使得该玻璃浆料的光密度数值均大于5，极大提升了玻璃浆料的遮盖力，且在640～680℃的钢化后釉面光泽度好，具有极高的黑度和优异的耐酸碱性能。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。